[发明专利]锂电池正极片及卷绕式电芯及锂离子电池

说明书

本发明涉及一种锂电池正极片及卷绕式电芯及锂离子电池，该正极片包括正极集流体和涂布于正极集流体至少一表面上的功能层，所述正极集流体的第一表面上设有正极极耳，与所述第一表面相对的第二表面的功能层包括靠近正极极耳的双层涂布区，所述双层涂布区包括第一正极活性材料层和第二正极活性材料层，所述第一正极活性材料层位于正极集流体表面和第二正极活性材料层之间，所述第一正极活性材料层中的第一正极活性物质中锂的固相扩散系数大于第二正极活性材料层中的第二正极活性物质中锂的固相扩散系数，能较好的抑制锂电池负极的析锂现象。

技术领域

本发明涉及锂电池领域，具体涉及一种锂电池正极片及卷绕式电芯及锂离子电池。

背景技术

锂离子电池具有工作电压高、能量密度高、循环寿命长和对环境友好等优点，被广泛应用于3C数码产品、电动汽车和军事航天等领域。随着智能数码产品的普及与应用、新能源汽车的广泛应用，对缩短锂离子电池充电时间和提高锂离子电池能量密度的需求变得更加迫切，相应地对锂离子电池的充电速度和电压提出了更高的要求。

目前数码产品所用的电池大多采用卷绕结构，而且往往需要同时满足能量密度高、充电速度快的需求。但是电池充放电循环一定次数后，负极片邻近极耳区域容易出现析锂现象，充电电流越大，析锂越严重。而负极析出的锂形成枝晶，很容易刺穿隔膜导致电池短路，造成电池冒烟、起火甚至爆炸，具有很严重的安全隐患，因此必须抑制负极析锂，保证电池的安全性。

现有的锂离子电池制造技术，极片全程涂布采用相同配方的浆料，极片长度方向上各区域活性物质种类、含量、涂层厚度保持一致，容易导致负极片邻近极耳区域出现析锂现象。

因此，优化锂电池正极片的组成结构，其能较好的抑制负极析锂，从而能适应较大的充电电流，具有更快的充电速度，同时具有较长的使用寿命，是本领域技术人员亟待解决的重要问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种锂电池正极片，能较好的抑制锂电池负极的析锂现象。

本发明还提供一种包括上述锂电池正极片的卷绕式电芯和包括该卷绕式电芯的锂离子电池，由该电芯组装成得到的锂离子电池能较好的抑制锂电池负极的析锂现象，同时具有较好的循环性能。

本发明的一方面，提供一种锂电池正极片，包括正极集流体和涂布于正极集流体至少一表面上的功能层，正极集流体的第一表面上设有正极极耳，与所述第一表面相对的第二表面的功能层包括靠近正极极耳的双层涂布区，该双层涂布区包括第一正极活性材料层和第二正极活性材料层，第一正极活性材料层位于正极集流体表面和第二正极活性材料层之间，第一正极活性材料层中的第一正极活性物质中锂的固相扩散系数大于第二正极活性物质中锂的固相扩散系数。

本发明通过控制第一正极活性材料层和第二正极活性材料层中的正极活性物质中锂的固相扩散系数，改变正极的极片结构，提供一种活性材料涂层连续而动力学性能分段的正极片，以抑制负极片的脱锂性能，使析锂更难发生，解决目前锂离子电池快速充放电循环过程出现的负极片的析锂问题。

根据本发明的研究，第一正极活性材料层中的正极活性物质的固相扩散系数与第二正极活性材料层中的正极活性物质的固相扩散系数的比值一般不低于1.2，进一步可以是1.2-1000，利于抑制负极片的脱锂性能。

在本发明的一实施方式中，第一正极活性物质中锂的固相扩散系数可以为10^-16-10^-9，第二正极活性物质中锂的固相扩散系数可以为10^-16-10^-9。

根据本发明的研究，第一正极活性物质和第二正极活性物质均可以是包括钴酸锂、镍钴锰三元材料、镍钴铝三元材料和磷酸铁锂中的至少一种，具体实施时，可以通过测试正极活性物质中锂的固相扩散系数对其进行筛选，进而选择具有目标锂固相扩散系数的正极活性物质。例如，第一正极活性物质和第二正极活性物质均可以是钴酸锂，但是其为具有不同锂固相扩散系数的钴酸锂。